Дослідження граничних умов на стінках циліндрів за зміни їхніх розмірів у двигунах Ford Duratec HE легкового автомобіля.
Автор: Борисяк Михайло Богданович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Борисяк М. Б., Коцюмбас О. Й. (керівник). Дослідження граничних умов на стінках циліндрів за зміни їхніх розмірів у двигунах Ford Duratek HE легкового автомобіля. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет ”Львівська політехніка”, Львів, 2020. Розширена анотація. Для продовження терміну безвідмовного використання автомобільного двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), стабільності його експлуатаційних властивостей, при проектуванні та початку серійного виробництва необхідно забезпечити високу надійність всіх груп елементів двигуна. Основну увагу надають блоку циліндрів та головці блоку. Характеристики наведених складових описуються ступенем відповідності виробничих технологій новітнім вимогам, параметрами втомного опору і міцністю, якістю кріпильних поверхонь та вогнетривкістю прокладки. Остання з перерахованих характеристик має вагоме значення при максимальних або небажаних навантаженнях, що вимагають збереження запасу міцності та сили, з якою затягуються кріпильні елементи. За допомогою коригування геометричних параметрів двигуна: ходу поршня та діаметру циліндра, відбувається зміна робочого об’єму та експлуатаційних властивостей. Найчастіше зустрічаються три випадки коректування діаметру циліндрів двигунів: 1) ремонт із застосуванням поршнів ремонтних діаметрів; 2) тюнінг з покращенням динамічних властивостей; 3) проектування з подальщим удосконаленням конструкції серійного автомобіля. Після проведення вказаних операцій нерідко з’являється такий недолік, як небажані процеси зміни температури стінок циліндрів. Інколи спостерігається перегрів ДВЗ та прогоряння прокладки ГБЦ. Дослідження зміни загального розподілу температур в однакових двигунах із зміненими діаметрами циліндра є актуальним. Об’єкт дослідження — граничні умови на стінках циліндрів. Предмет дослідження — роль збільшення циліндрів двигуна внутрішнього згоряння стосовно граничних умов у характерних точках. Мета дослідження — встановлення зв’язку між зміною діаметру циліндра та граничними умовами на його внутрішній та зовнішній стінках. У першому розділі розглянуті питання експлуатаційної надійності автомобільних двигунів. При цьому проаналізовані причини та джерела шкідливих впливів, які погіршують працездатність автомобільних двигунів. Описані елементи зв’язку між робочим об’ємом та основними енергетичними показниками роботи двигуна, причини здійснення конструктивних заходів із коректування розмірів циліндрів, проведено оцінку наслідків зміни діаметрів на температурний режим двигуна. Другий розділ присвячений математичному опису теплових процесів у ДВЗ, які полягають у безперервному повторенні термодинамічного циклу, в результаті якого деталі двигуна знаходяться у періодичному нестаціонарному стані. При дослідженні температурних полів контактних середовищ: стінка циліндрів (внутрішня) – робоче тіло, стінка циліндрів (зовнішня) – охолодник ДВЗ, потрібно розв’язати систему рівнянь у часткових похідних, які описують процеси тепломасопереносу у складних об’єктах з розподіленими параметрами за відповідних крайових умов. У третьому розділі визначена та оброблена програмна модель, яка слугує об’єктом для знаходження температурного розподілу у стінках блоку двигуна. Визначені відповідні граничні умови у конкретних точках стінок аналогічних ДВЗ із зміненими діаметрами циліндрів та створені комп’ютерні моделі процесу теплообміну у цих же точках двигуна. Зрештою, побудовані графічні залежності для формування граничних умов задачі теплопровідності. Отримані результати передбачають створення порядку знаходження граничних умов на стінках блоку циліндрів двигуна, що дозволяє збільшити обсяг знань про його робочі процеси. У роботі вдосконалено методи розв’язування задач теплообміну для конструктивного ряду геометричних параметрів циліндрів ДВЗ; отримані розподіли теплових потоків на внутрішній і умов тепловіддачі на зовнішній поверхнях стінок циліндрів, сформовано рекомендаційний список дій щодо пошуку розподілу температур стінок циліндрів двигунів легкових автомобілів. Ключові слова: стінка циліндра ДВЗ, теплопровідність, граничні умови, тепловий потік, коефіцієнт тепловіддачі, поле розподілу температури.